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김종백

3-3-10 Project Director

  • 소속

    연세대학교 (기계공학과)

  • 전화

    02-2123-2812

  • 이메일

    kimjb@yonsei.ac.kr

  • 홈페이지

    http://ntl.yonsei.ac.kr

  • 연구분야

    MEMS, NEMS, Carbon Nanotubes, Nanowires, Optical MEMS, Micro/Nano scale machining

연구과제 : 일괄공정을 기반으로 한 나노소재 가스 센서 어레이 제작 및 실내 공기질 감지 성능 평가
연구목표 다양한 나노소재 기반 초소형, 저전력, 고감도 센서를 제작하고, 이를 이용하여 실내 공기 중 오염물질 모니터링 시스템을 구축한다. 개발된 센서 모듈은 넓은 지역의 오염물질 감지를 위한 분산형 감지 시스템 및 개인 환경 하에서의 휴대용 모바일 감지 시스템에 응용된다.
연구내용 연구는 크게 다양한 나노소재를 합성하는 과정과, 합성된 나노소재 기반 센서를 제작하는 과정, 그리고 제작된 센서의 실내 공기 오염물질 감지 성능을 평가하는 과정으로 나뉜다. 연구에 쓰이는 나노소재 합성 방법은 기상화학증착법, 압축응력법, 템플릿법, 열수합성법 등이 있으며, 합성된 나노소재는 ZnO, WO3, Pd, CNT 등을 포함한 다양한 물질로 이루어져 있다. 각각의 나노소재는 다양한 오염물질 (benzene, toluene, xylene 등의 VOC) 에 대하여 각기 다른 감지 성능을 지니고 있으며, 이들을 다양한 치환기를 가진 메탈로포피린으로 기능화처리 할 경우 특정 오염물질에 대한 감지 성능을 향상시킬 수 있다. 이러한 나노소재 기반 센서를 어레이화 할 경우 혼합되어 있는 오염물질의 비율에 따라 나노소재 별로 나오는 신호의 세기가 다르게 되며, 신호를 패턴화 하여 인식하면 특정 오염물질에 대해 선택적인 감지가 가능하게 된다. 나노소재 합성 공정 및 센서 제작 공정은 모두 일괄공정으로 이루어져 있어 센서의 대량생산이 가능하다.
기대효과 일반적으로, 나노소재 기반 센서는 기존의 마이크로 혹은 매크로 센서와 비교했을 때 감도가 높고 전력 소모가 적다는 장점을 가지고 있으나 제작 수율이 매우 낮아 상업화가 어렵다는 단점 또한 을 지니고 있다. 여기서 제시된 나노소재 기반 센서는 모든 제작 과정이 일괄 공정으로 이루어져 있으며, 수율이 매우 높아 대량생산을 통해 제작단가를 낮출 수 있다. 또한, 기존에 상용화 된 실내공기질 감지 센서는 그 자체만으로는 선택적인 감지가 불가능하고, 선택적인 감지를 위해서는 별도의 대형 장비가 필요한 경우가 많은데, 본 과제에서 제시된 가스 센서 어레이는 패턴 인식을 통해 소형 센서 유닛 자체로 선택적인 감지가 가능하다. 선택성을 지닌 저가의 초소형 저전력 센서는 기존의 센서들을 쉽게 대체할 수 있을 것으로 여겨지며, 분산형 모니터링이나 휴대용 모바일 기기 등에 응용할 수 있을 것으로 예상된다.
논문
논문번호 논문제목 년도 단계
13 Widely tunable variable capacitor with switching and latching mechanisms 2015.02. 2단계
2차년도
12 Acid-sensitive pH sensor using electrolysis and a microfluidic channel for read-out amplification 2014.09. 2단계
2차년도
11 Highly Sensitive Cantilever Type Chemo-Mechanical Hydrogen Sensor based on Contact Resistance of Self-Adjusted Carbon Nanotube Arrays 2014.07 2단계
1차년도
10 Resonant-Frequency Tuning of Angular Vertical Comb-Driven Microscanner 2014.07 2단계
1차년도
9 탄소 나노튜브 기반 물리 센서 2014.06 2단계
1차년도
8 Humidity sensing characteristics of focused ion beam-induced suspended single tungsten nanowire 2014.04. 2단계
1차년도
7 Investigation of Interfacial Adhesion between Top Ends of Carbon Nanotubes 2014.03 2단계
1차년도
6 Thickness-. Alignment- and Defect-tunable Growth of Carbon Nanotubes Arrays Using Designed Mechanical Loads 2014.01. 2단계
1차년도
5 Synthesis and Bidirectional Frequency Tuning of Cantilever-Shape Nano Resonators Using a Focused Ion Beam 2013.09. 2단계
1차년도
4 Scalable and number-controlled synthesis of carbon nanotubes by nanostencil lithography 2013.08. 1단계
2차년도
1 2
특허
번호 산업재산권 명칭 출원/등록국가 출원/등록일자 단계
5 스위치와 렛치 구조를 갖는 MEMS 가변 축전기, 이를 제작하는 방법, 및 이를 포함하는 전자장비 KR 2015-01-23 2단계
2차년도
4 금속산화물나노선의 이온주입 성장방법 및 이를 이용한 금속산화물나노선 패턴 소자 KR 2013-12-17 2단계
1차년도
3 포피린으로 기능화 처리한 그래핀 기반의 VOC 센서 및 그 제작방법 KR 2013-05-31 1단계
2차년도
2 위험물질 감지센서 및 제조방법, 그리고 이를 이용한 실시간 위험물질 경보장치 KR 2013-05-10 1단계
2차년도
1 탄소나노튜브를 템플릿으로 이용한 현수된 나노구조체 가스센서 제작방법 및 그 방법으로 제조된 가스센서 KR 2013-04-30 1단계
2차년도
1
학술대회
번호 발표제목 학술대회명 일자 단계
 
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